[发明专利]一种用于中子小角散射的掠入射实验装置有效
| 申请号： | 201810261529.7 | 申请日： | 2018-03-28 |
| 公开（公告）号： | CN108169263B | 公开（公告）日： | 2023-05-05 |
| 发明（设计）人： | 陈杰;闫冠云;孙良卫;王云;邹林;黄朝强;刘栋;陈良;孙光爱;薛艳梅;龚建 | 申请（专利权）人： | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 |
| 主分类号： | G01N23/202 | 分类号： | G01N23/202 |
| 代理公司： | 中国工程物理研究院专利中心 51210 | 代理人： | 翟长明;韩志英 |
| 地址： | 621999 四*** | 国省代码： | 四川;51 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种用于中子小角散射的掠入射实验装置。该实验装置包含准直组件、固定基座、深度扫描限束组件、多维度运动组件、样品台组件。该实验装置采用的反射实验几何实现了薄膜样品小角散射信号的测量，采用的限束孔位置及大小均连续可调的限束组件实现了大型机械部件表层小角散射信号的深度扫描。本发明的用于中子小角散射的掠入射实验装置配合中子小角散射谱仪使用，可有效测量薄膜样品内部和大机械部件表层的小角中子散射信号，同时可以实现大机械部件近表层结构的深度扫描，具有结构简单、性能可靠的特点，应用前景广泛。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 用于 中子 小角 散射 入射 实验 装置 | ||
【主权项】：
1.一种用于中子小角散射的掠入射实验装置，其特征在于，所述的实验装置包括准直组件、固定基座（2）、深度扫描限束组件、多维度运动组件（4）和样品台组件（5）；
所述的准直组件包括同水平轴的源光阑（11）、真空飞行腔（12）和样品光阑（13），真空飞行腔（12）为水平放置的密闭的真空腔，入口端窗口安装源光阑（11），出口端窗口安装样品光阑（13）；
所述的深度扫描限束组件包括入射束限束装置（31）和出射束限束装置（32）；所述的固定基座（2）的上表面为平面，上表面安装有多维度运动组件（4），入射束限束装置（31）和出射束限束装置（32）对称安装在多维度运动组件（4）的两侧，样品台组件（5）固定在多维度运动组件（4）的上面；
所述的多维度运动组件（4）包含横向、纵向、垂直方向的三维平动装置和绕横向轴、绕纵向轴、绕垂直轴的三维转动装置；所述的样品台组件（5）包括样品固定装置和包覆在样品固定装置外表面的复合屏蔽层；所述的准直组件、深度扫描限束组件的外表面包覆中子屏蔽材料。
2.根据权利要求1所述的用于中子小角散射的掠入射实验装置，其特征在于：所述的真空飞行腔（12）的入口端窗口和出口端窗口材料为蓝宝石或金属铝。3.根据权利要求1所述的用于中子小角散射的掠入射实验装置，其特征在于：所述的真空飞行腔（12）安装有中子导管，中子导管的数量可调。4.根据权利要求1所述的用于中子小角散射的掠入射实验装置，其特征在于：所述的入射束限束装置（31）和出射束限束装置（32）的限束孔的中心位置和大小连续可调。5.根据权利要求1所述的用于中子小角散射的掠入射实验装置，其特征在于：所述的多维度运动组件（4）的平动精度优于0.1 mm，转动精度优于0.05o。6.根据权利要求1所述的用于中子小角散射的掠入射实验装置，其特征在于：所述的样品台组件（5）的样品固定装置为水平固定装置或竖直固定装置。7.根据权利要求1所述的用于中子小角散射的掠入射实验装置，其特征在于：所述的样品台组件（5）的复合屏蔽层包括中子屏蔽层和伽玛射线屏蔽层。8.根据权利要求1所述的用于中子小角散射的掠入射实验装置，其特征在于：所述的中子屏蔽材料为Cd、Gd、10B、6Li中的一种或一种以上的复合材料。
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- 2022-06-29 - 2022-10-11 - G01N23/202
- 本发明提供了一种用于自旋回波小角中子散射谱仪的高精度磁场翻转装置，包括中子入射向骨架、中子出射向骨架、中子入射向线圈、中子出射向线圈、绕线柱、磁屏蔽罩。中子入射向骨架包括两个相对设置的Y型面、入射开口面以及入射电流屏开口面，所述Y型面、入射开口面、入射电流屏开口面上绕制有呈Y字形的中子中子入射向线圈，中子出射向骨架和中子出射向线圈与中子入射向骨架、中子入射向线圈相同，为背靠背紧贴并翻转90°设置，实现磁场90°翻转。骨架和线圈外设置有磁屏蔽罩。该装置不仅提高了磁场均匀度，还提高了前后磁场的水平度与垂直度，满足中子极化方向的翻转要求，有效地提高谱仪的探测精度和探测效率。
- 一种用于自旋回波小角中子散射谱仪的中子极化方向翻转装置-202010711614.6
- 吴瞻宇;屠小青;孙光爱;黄朝强;王燕;庞蓓蓓;王宗悦;王云;潘建 - 中国工程物理研究院核物理与化学研究所
- 2020-07-22 - 2022-09-27 - G01N23/202
- 本发明提供了一种用于自旋回波小角中子散射谱仪的中子极化方向翻转装置，该装置包括线圈、灌封胶、磁屏蔽罩、翻转器骨架、出线盒、压线绝缘条。所述装置中的线圈选择阳极氧化处理后的扁形纯铝线，且在两个骨架的相对面处采用适应中子束流尺寸的绕制方式，提高了磁场均匀度及中子透过率。该装置可灵活地调节中子极化方向的翻转程度。装置能满足中子极化方向的翻转要求，有效地提高谱仪的探测精度及效率。本发明配合进动磁场生成装置，可用于表征高分子聚合物、流体、溶胶、合金、生物大分子等材料内部的如空洞、缺陷、磁结构等纳米至微米尺度的亚微观结构信息，对材料特性的基础研究等方面起到指导性作用。
- 一种自旋回波准弹中子散射谱仪的进动磁场生成装置-202210773109.3
- 屠小青;王燕;孙光爱;屈正;王宗悦 - 中国工程物理研究院核物理与化学研究所
- 2022-06-30 - 2022-09-20 - G01N23/202
- 本发明提供了一种自旋回波准弹中子散射谱仪的进动磁场生成装置，为极化中子进动提供高均匀度的进动磁场。所述装置采用两对亥姆霍兹线圈和在线调节机构，生成圆柱型磁场；两对亥姆霍兹线圈内外同轴放置，所通电流相反，使磁场在边沿处迅速衰减，减少中子通路上多余逸散磁场干扰；在线调节机构能够在中子束流通路开启时对线圈间距、角度的几何结构进行调节，根据信号结果实时调试，提供极化中子进动所需磁场，并配合自旋回波准弹中子散射谱仪，可大大提高中子散射的能量分辨率，用于分析测试材料中皮秒至纳秒、埃到纳米尺度的范围的动力学行为。
- 一种表征页岩气储层气体赋存空间的方法-202210545394.3
- 吴泽宇;孙梦迪;崔子昂;温建江;潘哲君;薛云飞 - 中国地质大学（武汉）
- 2022-05-19 - 2022-08-09 - G01N23/202
- 本发明提供一种表征页岩气储层气体赋存空间的方法，涉及非常规天然气领域；方法包括如下步骤：S1、制备页岩样品；S2、将页岩样品放入散射仓中进行第一次小角中子散射实验，获得页岩样品的第一二维散射图样；S3、向散射仓中注入氘代混合气体至目标压力后进行第二次小角中子散射实验，获得页岩样品的第二二维散射图样；S4、分别根据第一二维散射图样和第二二维散射图样获取页岩样品注入氘代混合气体前后的第一孔隙结构信息和第二孔隙结构信息；S5、根据第一孔隙结构信息和第二孔隙结构信息表征页岩样品的气体赋存空间；本发明可以更加全面的表征页岩气储层气体赋存空间，提高了天然气生产潜力预测的准确性。
- 一种水平调节系统-202210312420.8
- 林雄;肖松文;左太森;马长利;程贺 - 散裂中子源科学中心;中国科学院高能物理研究所
- 2022-03-28 - 2022-06-07 - G01N23/202
- 本发明属于中子散射谱仪技术领域，公开一种水平调节系统，该水平调节系统包括真空箱体、粗调机构、精调机构以及密封支撑机构；粗调机构包括第一支撑柱，第一支撑柱支撑连接于真空箱体；精调机构设置于真空腔内且与真空腔的内壁形成间隔，准直系统安装于精调机构上；密封支撑机构包括第二支撑柱以及波纹管，第二支撑柱的一端固定连接于粗调机构，第二支撑柱的另一端穿过真空箱体的箱壁并支撑连接于精调机构，波纹管套设于第二支撑柱的外周，且波纹管的一端密封连接于粗调机构，波纹管的另一端密封连接于真空箱体。本发明将精调机构与真空腔的内壁间隔设置，避免准直系统受到真空箱体形变的影响，提高准直系统在真空箱体内的准直精度。
- 一种基于小角中子散射表征页岩孔隙结构各向异性的方法-202210153346.X
- 吴泽宇;孙梦迪;潘哲君;高波;王永超;徐嫣然 - 中国地质大学（武汉）
- 2022-02-18 - 2022-06-03 - G01N23/202
- 本发明提供一种基于小角中子散射表征页岩孔隙结构各向异性的方法，包括：制备待测页岩样品；对样品进行小角中子散射实验，获得椭球形各向异性二维散射剖面；对二维散射剖面划分积分区域，对各个方位角上的散射强度进行计算，并绘制散射强度相对于方位角的非均匀分布图；选择最大和最小散射强度区，获取对应的一维散射曲线；对一维散射曲线进行校正以及拟合处理，获取样品的孔隙结构信息；通过对比两个不同方向上的孔隙结构信息，表征孔隙结构的各向异性。本发明提供了一种全新的表征页岩孔隙结构各向异性的方法，基于小角中子散射实验定量表征孔隙结构的各向异性，为探寻油气运移优势通道提供了有效手段，对油藏精细评价和有效开采有重要意义。
- 一种样品拉伸装置-202111575167.7
- 曹晓锋;刘栋;杨峰 - 中国工程物理研究院核物理与化学研究所
- 2021-12-21 - 2022-04-26 - G01N23/202
- 本发明提供了一种样品拉伸装置，所述样品拉伸装置包括双端反向螺纹拉伸杆、样品固定压块、两块样品拉伸块、溶液盛具；其连接关系是：通过双端反向螺纹拉伸杆的两端的反向螺纹实现两块样品拉伸块之间的连接，所述的样品拉伸块通过螺纹与双端反向螺纹拉伸杆连接，所述的样品固定压块通过样品固定螺丝与样品拉伸块连接，所述的样品固定压块、样品拉伸块与双端反向螺纹拉伸杆固定后共同置于溶液盛具。本发明配合中子散射谱仪使用，用于测量样品在不同拉伸长度下工程应变信息。
- 粒子束实验数据分析装置-202080028677.X
- 浅原彰规;森田秀和;金泽拓也;小野宽太;矢野正雄;庄司哲也 - 株式会社日立制作所;丰田自动车株式会社
- 2020-04-24 - 2021-12-14 - G01N23/202
- 即使不存在充分地具有与散射体有关的前提知识的专家也能够进行分析作业，易于进行分析的自动化。本申请发明的优选的一侧面是基于散射图案算出表示试样的空间构造的空间参数分布的装置，该散射图案是向试样入射与试样相互作用的粒子束并检测出其散射的结果而得到的、试样的空间构造向波数空间的投影。在该装置中，具有相互作用估计部，其对于散射图案上的信号，建立对应并估计其在散射的过程中与试样的空间参数分布上的哪个点进行了相互作用。此外，具有参数分布算出部，其汇聚相互作用估计部的估计结果，算出适合于所汇聚的结果的试样的空间参数分布。此外，具有空间参数高精度化计算部，其交替地多次进行相互作用估计部的估计和参数分布算出部的计算，提高空间参数分布的估计精度。该装置是特征在于构成为以上那样的粒子束计测结果分析装置。
- 一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法-202110701030.5
- 路智勇;舒志国;杨五星;孙梦迪;郑爱维;刘莉 - 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院
- 2021-06-22 - 2021-10-26 - G01N23/202
- 本申请提供一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，包括如下步骤：S1，制备待测页岩样品；S2，对待测页岩样品进行小角中子散射实验，分别得到每个待测页岩样品的第一次页岩孔隙体积与孔径分布图；S3，制备混合溶液；S4，将待测页岩样品放入混合溶液中进行浸润；S5，将每个待测页岩样品分别进行小角中子散射实验，得到每个待测页岩样品的第二次孔隙体积与孔径分布图；将相对应的每个第一次页岩孔隙体积与孔径分布图中的结果与第二次孔隙体积与孔径分布图中的结果进行对比分析，并对每个待测页岩样品的页岩润湿性进行定量表征。该方法能够更加准确地对页岩微观孔隙的润湿性进行定量表征，误差小。
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